環境監測標準大數據化的研究

天津市濱海新區生態環境監測中心 楊博然

環境監測主要是通過GIS技術對環境進行監測和網絡設計，通過對收集到的信息進行儲存和顯示，對所監測的地區進行詳細的分析和研究[1]。環境監測作為目前技術性相對較強的行業，有著較大的發展潛力。因此，在進行環境治理工作時，需深入探究環境監測的內在價值。并且，隨著信息時代的到來，可以通過互聯網和大數據技術將環境監測標準大數據化。

一、大數據簡述

大數據最開始是由商業咨詢公司麥肯錫提出的[2]。應用傳統的數據處理軟件不能夠有效處理較大或較為復雜的數據，不能通過數據管理和軟件進行分析和數據處理，但大數據技術的應用，可以有效操控TB、PE、EB級別以上的數據。大數據技術主要包括信息的收集、存儲、選擇、傳輸、分析、共享、可視化等。隨著社會經濟的不斷發展、科學技術的不斷進步，大數據技術已逐漸成熟，在各種領域充分發揮自身的應用價值。在信息時代的背景下，大數據技術應用更為廣泛，在各種企業和政府部門都通過大數據技術建設數據中心、數據倉庫、云儲存中心，從而為人們的生活、工作帶來便利。

二、環境監測的重要意義

（一）執法監督的有利依據

環境監測可以通過各種有效手段，對環境進行客觀分析、及時了解，從而為相關管理部門提供有力的數據支持，使環境治理部門按照監測的結果開展下一步治理工作。在環境監測工作中，將監測數據和環境管理相關標準規范和規定以及國家法律法規進行結合，可以直接判定環境是否存在空氣、土壤、水質等污染情況，并且可以檢查污染地區的污染物含量是否超過規定標準，對相關管理部門實行相應的處罰、警告，以此為人們的生活、工作、生產提供有利幫助和科學指導。

（二）社會服務的有利途徑

環境監測工作根據所在地區制定的相關規定以及環境監測技術標準，利用先進的設備和技術對監測地區的環境質量實施監測，在長期的監測過程中，將監測到的數據進行分析和評定，得出最后的監測結果，治理部門依據監測結果進行針對性治理，從而為社會服務提供有利途徑。例如，針對目前部分地區所出現的空氣污染問題，如由中顆粒物、硫酸、硝酸等物質形成的霧霾現象[3]。在環境監測工作中，可以對霧霾實施監測，從而為廣大群眾提供霧霾的污染物監測數據，讓居民對霧霾有所了解，并指導人們在生活、工作中如何防范霧霾，減少霧霾對人們身體的危害，如當出現霧霾天氣時，需要采取佩戴口罩等有效防護措施，為社會提供便利服務。

（三）環境治理的堅實基礎

在環境監測管理過程中，可以將自然和諧發展共生以及可持續發展等理念融入實際的環境監測工作中，制定科學、合理、有效的環境監測管理體系，從而可以有效解決水污染、空氣污染、土壤污染等環境問題，為管理部門工作提供有力保障，保證管理部門工作人員可以及時發現污染源，并針對性解決環境污染現象，為環境治理打下堅實基礎。與此同時，采用科學的環境監測技術，可以分析環境治理工作中的重難點，并根據治理難度確定治理方法，從而更好地對環境實施管控。

三、環境監測標準

在環境監測過程中，首先要做的是明確環境監測的具體標準和分類，按照相關制度和規范對環境質量進行分析、評定，只有明確環境監測標準，才能結合環境的具體情況進行調整、完善，從而確保環境監測工作的科學性、合理性、系統性。并且，需要嚴格遵守法律法規，根據相關要求確定環境質量標準的閾值和臨界值，將其數據錄入到大數據庫中，若再次遇到相同的環境問題，可以根據環境質量標準數據進行合理考量，為實際環境治理提供參考變量[4]。

（一）環境監測標準分類

（1）環境評價標準

環境評價標準是由行政部門和立法部門制定的，是各類環境應用系統的重要基礎，也是環境監測研究的重點。對自然環境中的各項指標制定評價標準，主要為空氣、水文、土壤等評價標準，如《油品運輸大氣污染物排放標準（GB20951-2020）》。在工業部門或者企業生產過程中，產生的工業廢料也需進行強制性規定，如《電子工業水污染物排放標準（GB39731-2020）》。在評價標準中，通常會有規范污染物項目、排放限制、排放監控位置、區分環境污染源是廢水，還是大氣污染物或企業工業廢料污染物。制定評價標準時，也需要明確污染物的具體項目、監測方式、各界別的排放限制和單位等。

（2）環境監測方法

環境監測方法是由具有相關資質的部門從實際的環境監測工作中總結出科學、合理的監測方法，并在學術界和業界達成共識，共同確定為統一的環境監測方法，如《土壤環境監測技術規范（HJ/T166-2004）》。監測方法主要是對所要監測的項目進行全流程、精細化、具體化的規定。如環境監測方法規定了某個因子分析過程中應用的儀器、前處理、分析過程、數據處理等[5]。因此，所有環境監測人員需要嚴格按照制定出的環境監測方法進行監測，并隨著科學技術發展的不斷進步，結合環境狀況的實際情況，對環境監測進行適當的調整和改善，使環境監測方法跟上時代發展的腳步，被更為科學、合理、有效的技術方法所取代。

（3）環境技術導則

環境技術導則是對環境監測方法和應用的儀器提出了相關技術要求。如《環境影響評價技術導則 地表 水 環 境（HJ2.3-2018）》《 環境影響評價技術導則 地下水環境（HJ610-2016）》。在研究環境監測標準大數據的過程中，需要根據環境監測標準對數據進行分類，利用科學方法，按照法律相關規定，以操作規范為基礎將環境監測到的數據進行記錄和存檔，并應用到環境監測大數據系統當中。

（二）構建環境監測評價體系

大數據監測評價是大數據的重要部分，在實行環境監測標準大數據化的過程中，需要在科學、有效的前提下，構建環境監測評價體系，從而保障評價的全面性、系統性、科學性、可靠性。在構建環境監測評價體系時，需要對所在地區的空氣環境、水文環境、土壤環境進行多方面評價，并對其細化分類，利于大數據系統的分類管理和數據處理、調用。并且要對評價方法、流程進行詳細分類和記錄，分析相關評價標準和評價對象類別，錄入各類分析方法和評價標準的有關資質認定有效期，若出現過期情況時，需要對過期的分析方法和評價標準資質進行延長申請，或者淘汰舊技術，采用更新的分析方法和評價標準。另外，在制定數據框架時，需要將相關監測人員、監測日期、樣品編號記錄在內，保證事后可以進行復核、追溯，找出相關信息記錄。

（三）環境監測因子劃分

在進行環境評價時，需要監測環境現狀因子，生活污水監測因子主要為氨氮、甲苯、磷酸鹽、菌群等；地表水監測因子主要為pH、COD、BOD、SS、氰化物等；空氣監測因子主要為CO2、NO2、PM10、TSO、甲苯等[4]。只有全面的監測因子才能進行大數據分析。因此，需要將環境監測因子進行精細劃分，避免由于因子劃分錯誤導致計算結果出現差異。如水中的甲苯、大氣中的甲苯、土壤中的甲苯雖都為甲苯，但監測方法不同。所以，需要對因子的實驗項目、應用范圍、計量單位、排放量等進行細化，保證環境監測標準合理化、科學化。

四、構建大數據化環境監測體系

為了應對生態環境污染，江蘇省建立了生態環境監測平臺，以改善城市生態環境，減少生態污染等事故的發生。鎮江市建立的生態環境監測平臺主要利用大數據化系統，對環境空氣質量、地表水水質、飲用水源地水質、環境噪聲、輻射環境、污染敏感因子進行自動監測，建立了環境監測系統。在環境監察方面，建立了重點污染源企業廢水在線監控系統、重點污染源企業廢氣在線監控系統、污水處理廠監控系統以及危險廢物處置在線監控系統。此外，建立機動車尾氣排放環保監測系統，由環保局進行監管。其中，多數監控系統有第三方單位實施監管，充分掌握環境污染情況，充分發揮環境監測作用。2010年起，鎮江市環保局對東部地區進行環境監測，查清污染源及污染情況，對相關污染企業進行處罰，對東部地區實施自動監測系統，從而提高了空氣質量，環境監測系統應用效果顯著。為此，需要全面構建大數據化監測體系，將監測數據錄入大數據系統中，才能有效分析環境整體數據以及分析模型變量框架，從而為后續的環境監測工作提供有利參考[6]。

（一）大數據錄入管理規范化

在進行環境監測標準大數據化的過程中，需要實現大數據錄入管理規范化，明確具體的工作內容、工作流程、工作注意事項，確保環境監測大數據信息不會出現差錯，導致錄入不完整、信息不準確的情況[7]。同時，需要建立有效的監測標準大數據錄入系統，保障數據錄入人員可以更加清晰明了、快速高效地完成大數據信息錄入工作，避免出現事后補錄、私自篡改等現象，為數據的準確性和安全性提供有力保障。在建立規范化大數據錄入管理體系時，要保證科學、準確地記錄、處理、管理，從而有助于資料的流轉、查閱和匯總，為后續大數據平臺系統建設提供堅實基礎。

（二）構建標準化原始數據收集終端

在如今互聯網相對成熟的背景下，在進行環境監測的過程中，可以利用物聯網和人工智能技術對大數據信息進行處理，在環境監測設備終端部署物聯網組建，從而實現數據實時采集和記錄，避免在人工記錄時出現二次記錄或記錄錯誤的情況[8]。將前段采集和后算處理相結合，實行一體化工作模式，提高數據處理、采集、記錄的工作效率。

（三）構建科學的大數據處理系統

在建立大數據化環境監測體系的過程中，往往會受到資金不足、物力不足、人員工作能力不足的影響。因此，需要將自建服務器與外包服務器進行結合，從而有效開展大數據處理工作。引進專業的技術人員和服務器，更加有效地提高大數據處理效率和處理質量，降低數據處理錯誤造成的經濟損失[9]。對于安全性、敏感性較高的數據，可以只儲存在自建服務器當中，而其他數據可以交給外包服務器進行處理。總而言之，通過自建服務器和外包服務器將大數據進行有效處理，保證數據處理質量和效率的同時，降低數據處理成本。

（四）挖掘大數據潛在價值，提高環境監測水平

在建設環境監測大數據平臺時，需要進一步挖掘大數據的潛在價值，從而提高環境監測智能化水平，通過大數據的內在價值，采用更加專業的處理技術，對監測到的數據進行優化處理，對所在地區的生態環境情況進行宏觀監控和管理，進而為后續的環境治理工作提供便利條件。另外，通過智能技術，建立智能化環境預警系統，當環境出現異常狀況時，可以通過大數據對其進行監控和分析，也能夠及時打擊和處理污染環境的違法犯罪行為[10]。

五、結束語

環境監測是目前環境保護、治理工作中的重要環節。將大數據技術與環境監測工作完美結合，通過對環境監測標準分類，構建大數據化環境監測體系、評價體系，規范大數據錄入管理，構建標準化原始數據收集終端，構建科學大數據處理系統以及挖掘大數據潛在價值，從而提高環境監測水平，為環境治理工作提供有力保障。